2023年秋季大學(xué)物理期末復(fù)習(xí)題-第一部分

2023年秋季大學(xué)物理復(fù)習(xí)題單項選擇題：1、運動質(zhì)點在某瞬時位于矢徑的端點處，其速度的大小為(D)。A．B.C.D.2、一質(zhì)點在平面上運動，已知質(zhì)點的運動方程為，則該質(zhì)點所作運動為(B)A.勻速直線運動B.勻變速直線運動C.拋體運動D.一般的曲線運動3、當(dāng)飛輪作加速轉(zhuǎn)動時，對于飛輪上到輪心距離不等的兩點的切向加速度和法向加速度有[D](A)相同，相同(B)相同，不同(C)不同，相同(D)不同，不同4、兩個質(zhì)量分布均勻的圓盤A和B的密度分別為和()，且兩圓盤的總質(zhì)量和厚度均相同。設(shè)兩圓盤對通過盤心且垂直于盤面的軸的轉(zhuǎn)動慣量分別為JA和JB,則有[B](A)JA＞JB(B)JA＜JB(C)JA＝JB(D)不能確定JA、JB哪個大5、有兩個力作用在一個有固定轉(zhuǎn)軸的剛體上，下列說法不正確的是[C](A)這兩個力都平行于軸作用時，它們對軸的合力矩一定是零(B)這兩個力都垂直于軸作用時，它們對軸的合力矩可能是零(C)當(dāng)這兩個力對軸的合力矩為零時，它們的合力也一定是零(D)只有這兩個力在轉(zhuǎn)動平面內(nèi)的分力對轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的力矩，才能改變剛體繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的運動狀態(tài)6、下面說法中正確的是[A](A)物體的動量不變,動能也不變(B)物體的動量不變,角動量也不變(C)物體的動量變化,角動量也一定變化(D)物體的動能變化,動量卻不一定變化7、一瓶氦氣和一瓶氮氣密度相同，分子平均平動動能相同，而且它們都處于平衡狀態(tài)，則下列幾種情況正確的是（A）溫度相同、壓強相同；（B）溫度、壓強都不相同；（C）溫度相同，但氦氣的壓強大于氮氣的壓強；（D）溫度相同，但氦氣的壓強小于氮氣的壓強。答案：（C）8、溫度相同的氦氣和氧氣，它們分子的平均動能為，平均平動動能為，下列說法正確的是（A）和都相等；（B）相等，而不相等；（C）相等，而不相等；（D）和都不相等。答案：（C）9、關(guān)于點電荷的電場有下列說法，其中正確的是[Ｄ](A)公式中的也是試探電荷；(B)由知r0時;(C)對正點電荷由知，r越小電場越強，對負點電荷由知，r越小電場越弱；(D)利用點電荷的場強公式與疊加原理，原則上可求各種帶電體的場強。10、一個點電荷放在球形高斯面的中心,如圖所示．下列哪種情況通過該高斯面的電通量有變化?[B]圖5-1-23(A)將另一點電荷放在高斯面外；圖5-1-23(B)將另一點電荷放在高斯面內(nèi)；(C)將中心處的點電荷在高斯面內(nèi)移動；(D)縮小高斯面的半徑。11、一電場強度為的均勻電場，的方向與沿x軸正向，如圖所示．則通過圖中一半徑為R的半球面的電場強度通量為[D](A)R2E．(B)R2E/2．(C)2R2E．(D)0．12、靜電場中某點電勢的數(shù)值等于[C](A)試驗電荷q0置于該點時具有的電勢能．(B)單位試驗電荷置于該點時具有的電勢能．(C)單位正電荷置于該點時具有的電勢能．(D)把單位正電荷從該點移到電勢零點外力所作的功．13、一半徑為R的均勻帶電球面，帶有電荷Q．若規(guī)定該球面上的電勢值為零，則無限遠處的電勢將等于[C](A)．(B)0．(C)．(D)∞．14、半徑為r的均勻帶電球面1，帶有電荷q，其外有一同心的半徑為R的均勻帶電球面2，帶有電荷Q，則此兩球面之間的電勢差U1-U2為：[A] (A).(B).(C).(D).15、設(shè)無窮遠處電勢為零,半徑為R的導(dǎo)體球帶電后其電勢為U,則球外離球心距離為r處的電場強度大小為[C](A)(B)(C)(D)填空題：1、一質(zhì)點沿Ox

軸運動，坐標(biāo)與時間之間的關(guān)系為(SI)。則質(zhì)點在4s末的瞬時速度為142m·s-1，瞬時加速度為72m·s-2；1s末到4s末的位移為183m，平均速度為61m·s-1，平均加速度為45m·s-2。2、質(zhì)點做半徑為1m的圓周運動，其角位置滿足關(guān)系式(SI)。t=1s時，質(zhì)點的切向加速度12m·s-2，法向加速度36m·s-2，總加速度37.95m·s-2。3、一力N，其作用點的矢徑為m，則該力對坐標(biāo)原點的力矩為。4、一質(zhì)量為m的質(zhì)點沿著一條空間曲線運動，該曲線在直角坐標(biāo)系下的定義式為，其中、、皆為常數(shù)．則此質(zhì)點所受的對原點的力矩=0；該質(zhì)點對原點的角動量=。5、在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，若氧氣(視為剛性雙原子分子的理想氣體)和氦氣的體積相同，則其內(nèi)能之比E1/E2為。答案：5/36、三個容器A、B、C中裝有同種理想氣體，其分子數(shù)密度相同，而方均根速率之比為，則其壓強之比::為__________。答案：1：4：16圖5-2-117、在空間有一非均勻電場，其電場線分布如圖所示．在電場中作一半徑為R的閉合球面S，已知通過球面上某一面元的電場強度通量為則通過該球面其余部分的電場強度通量為．圖5-2-118、靜電力作功的特點是與路徑無關(guān)，只于起點和終點有關(guān)____，因而靜電力屬于____保守______力。簡述題：1、若氣體分子的速率分布函數(shù)為f(v)，分子質(zhì)量為m，說明下列各式的物理意義：（1）；（2）；（3）答案：（1）分子出現(xiàn)在v1～v2速率區(qū)間的概率；（2）分子的平均速率；（3）分子的平均平動動能。2、簡述理想氣體的微觀模型答：①構(gòu)成理想氣體系統(tǒng)的分子是具有一定質(zhì)量的單個質(zhì)點或多個質(zhì)點的某種組合。②視為質(zhì)點的氣體分子遵從牛頓運動定律。③氣體分子之間和分子與容器器壁分子之間，除以碰撞的形式發(fā)生相互作用外，分子間的相互作用力可忽略不計，重力也忽略不計，兩次碰撞之間，分子作勻速直線運動。④氣體分子之間以及氣體分子與容器器壁分子之間的碰撞都是完全彈性碰撞，因而碰撞前、后不但動量守恒，而且動能也保持不變。3、質(zhì)點組中內(nèi)力總是成對出現(xiàn)的，那么一對內(nèi)力做功之和是否為零?

答:不一定為零，因為一對內(nèi)力是作用力和反作用力，但由于相互作用力的兩個質(zhì)點的位移大小以及位移與力的夾角一般不同，因此之和不一定為零

4、什么是準(zhǔn)靜態(tài)過程？實際過程在什么情況下視為準(zhǔn)靜態(tài)過程？答：一個過程中，如果任意時刻的中間態(tài)都無限接近于平衡態(tài)，則此過程為準(zhǔn)靜態(tài)過程。實際過程進行的無限緩慢時，各時刻系統(tǒng)的狀態(tài)無限接近于平衡態(tài)，那么系統(tǒng)的這個狀態(tài)變化的過程稱為準(zhǔn)靜態(tài)過程。5、理想氣體分子的自由度有哪幾種？

答:理想氣體分子的自由度有平動自由度、轉(zhuǎn)動自由度、振動自由度。

6、最概然速率和平均速率的物理意義各是什么?有人認為最概然速率就是速率分布中的最大速率,對不對?

答：最概然速率表示在該速率附近分子出現(xiàn)的概率最大。平均速率表示各個分子速率的平均值。最概然速率不是速率分布中的最大速率。

7、改變系統(tǒng)內(nèi)能的途徑有哪些？它們本質(zhì)上的區(qū)別是什么？答：做功和熱傳導(dǎo)。做功是將外界定向運動的機械能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)分子無規(guī)則熱運動能量，而傳熱是將外界分子無規(guī)則熱運動能量轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)內(nèi)分子無規(guī)則熱運動能量。計算題：1、如圖所示，質(zhì)量均為m的物體A和B疊放在水平面上，由跨過定滑輪的不可伸長的輕質(zhì)細繩相互連接。設(shè)定滑輪的質(zhì)量為m，半徑為R，且A與B之間、A與桌面之間、滑輪與軸之間均無摩擦，繩與滑輪之間無相對滑動。物體A在力的作用下運動后，求：(1)滑輪的角加速度。(2)物體A與滑輪之間的繩中的張力。(3)物體B與滑輪之間的繩中的張力。解：以滑輪，物體A和B為研究對象如圖所示。物體A受重力、物體B的壓力、地面的支持力、外力和繩的拉力作用；物體B受重力、物體A的支持力和繩的拉力作用；滑輪受到重力P、軸的支持力、上下兩邊繩子的拉力和的作用。設(shè)滑輪轉(zhuǎn)動方向為正方向，則根據(jù)剛體定軸轉(zhuǎn)動定律有其中滑輪的轉(zhuǎn)動慣量根據(jù)牛頓第二定律有物體A：其中，，因繩與滑輪之間無相對滑動，所以有將4個方程聯(lián)立，可得滑輪的角加速度物體A與滑輪之間的繩中的張力物體B與滑輪之間的繩中的張力2、如圖所示，質(zhì)量分別為和的物體和用一根質(zhì)量不計的輕繩相連，此繩跨過一半徑為、質(zhì)量為的定滑輪。若物體與水平面間是光滑接觸，求：繩中的張力和各為多少？(忽略滑輪轉(zhuǎn)動時與軸承間的摩擦力，且繩子相對滑輪沒有滑動)解：對滑輪、物體和分別進行受力分析，如圖所示。因繩子不可伸長，故物體和的加速度大小相等。根據(jù)牛頓第二定律，有(1)（2）滑輪作轉(zhuǎn)動，受到重力、張力和以及軸對它的作用力等的作用。由于和通過滑輪的中心軸，所以僅有張力和對它有力矩的作用。由剛體的定軸轉(zhuǎn)動定律有(3)因繩子質(zhì)量不計，所以有,因繩子相對滑輪沒有滑動，在滑輪邊緣上一點的切向加速度與繩子和物體的加速度大小相等，它與滑輪轉(zhuǎn)動的角加速度的關(guān)系為(4)滑輪以其中心為軸的轉(zhuǎn)動慣量為(5)將上面5個方程聯(lián)立，得3、如圖所示，物體和分別懸掛在定滑輪的兩邊，該定滑輪由兩個同軸的，且半徑分別為和()的圓盤組成。已知兩物體的質(zhì)量分別為和，定滑輪的轉(zhuǎn)動慣量為，輪與軸承間的摩擦、輪與繩子間的摩擦均忽略不計。求：兩物體運動的加速度。解：分別對兩物體及定滑輪作受力分析，如圖所示。根據(jù)質(zhì)點的牛頓定律和剛體的轉(zhuǎn)動定律有(1)(2)(3)其中,由角加速度和切向加速度的關(guān)系，有(4)(5)解上述方程組，可得4、一質(zhì)量為m的人站在一質(zhì)量為m、半徑為R的水平圓盤上，圓盤可無摩擦地繞通過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動。系統(tǒng)原來是靜止的，后來人沿著與圓盤同心，半徑為()的圓周走動。求：當(dāng)人相對于地面的走動速率為時，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為多大？解：對于轉(zhuǎn)軸，人與圓盤組成的系統(tǒng)角動量守恒。人的轉(zhuǎn)動慣量為圓盤的轉(zhuǎn)動慣量為選地面為慣性參照系，根據(jù)角動量守恒定律，有其中，代入上式得負號表示圓盤的轉(zhuǎn)動方向和人的走動方向相反。5、一轉(zhuǎn)動慣量為的圓盤繞一固定軸轉(zhuǎn)動，起初角速度為，設(shè)它所受阻力矩與轉(zhuǎn)動角速度之間的關(guān)系為(為正常數(shù))。則在它的角速度從變?yōu)檫^程中阻力矩所做的功為多少？解：根據(jù)剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的動能定理，阻力矩所做的功為將代入上式，得6、一根質(zhì)量為m、長為l的均勻細棒，可繞通過其一段的光滑軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。設(shè)時刻，細棒從水平位置開始自由下擺，求：細棒擺到豎直位置時其中心點和端點的速度。解：對細棒進行受力分析可知，在轉(zhuǎn)動過程中，細棒受到重力和軸對棒的支持力的作用。其中支持力的大小和方向是隨時變化的。在棒轉(zhuǎn)動過程中，支持力通過軸，所以對軸的力矩始終為零。重力對軸的力矩為變力矩，是棒運動的合外力矩。設(shè)在轉(zhuǎn)動過程中某時刻，棒與水平方向成角，則重力矩為所以細棒在由水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置的過程中，重力矩做的功為設(shè)棒在水平位置的角速度為，在豎直位置的角速度為。根據(jù)剛體定軸轉(zhuǎn)動的動能定理，有其中，棒的轉(zhuǎn)動慣量為，代入上式得根據(jù)速度和角速度的關(guān)系，細棒擺到豎直位置時其中心點和端點的速度分別為7、1mol的氦氣和氧氣，在溫度為的平衡態(tài)下分子的平均平動動能和平均動能分別為多少？內(nèi)能分別為多少？解：氧氣：J；J；J氦氣：J；J；J8、1摩爾溫度為T1的氫氣與2摩爾溫度為T2的氦氣混合后的溫度為多少？設(shè)混合過程中沒有能量損失。解：設(shè)混合后的溫度為T，有9、溫度為27℃、壓強為1atm的1mol剛性雙原子分子理想氣體，分別經(jīng)歷等溫過程過程與等壓過程體積膨脹至原來的2倍。分別計算這兩個過程中氣體對外所做的功和吸收的熱量。解：等溫過程吸收的熱量與功為J等壓過程K，所以，等壓過程氣體吸收的熱量與功分別為JJ10、1mol氦氣從狀態(tài)(p1,V1)沿如圖所示直線變化到狀態(tài)(p2,V2)，試求：（1）氣體的內(nèi)能增量；（2）氣體對外界所做的功；（3）氣體吸收的熱量；（4）此過程的摩爾熱容。(摩爾熱容，其中表示1mol物質(zhì)在過程中升高溫度時所吸收的熱量。)解：（1）（2）（3）由過程曲線，得所以（4）因為所以11、標(biāo)準(zhǔn)狀況下，2mol氧氣，在等溫過程與絕熱過程中體積膨脹為原來的兩倍，試計算在兩種過程中（1）壓強分別變?yōu)槎嗌?？?）氣體對外做功分別為多少？解：由等溫過程方程，有Pa，所以J由絕熱過程，有PaJ12、一致冷機在溫度為-23℃和25℃的兩熱源之間工作，在每一循環(huán)中消耗的機械功為4.5×105J，求（1）致冷系數(shù)；（2）每次循環(huán)從低溫?zé)嵩次盏臒崃颗c向高溫?zé)嵩瘁尫诺臒崃糠謩e為多少？解：（1）（2）從低溫?zé)嵩次盏臒崃繛镴向高溫?zé)嵩瘁尫诺臒崃繛镴13、如圖所示的絕緣細線上均勻分布著線密度為的正電荷,兩端直導(dǎo)線的長度和半圓環(huán)的半徑都等于R．試求環(huán)中心點處的場強和電勢。解:(1)由于電荷均勻分布與對稱性，和段電荷在點產(chǎn)生的場強互相抵消，取則在點產(chǎn)生如圖，由于對稱性，點場強沿軸負方向［］(2)電荷在點產(chǎn)生電勢，以同理產(chǎn)生半圓環(huán)產(chǎn)生14、三個平行金屬板，和的面積都是200cm2，和